一种纳米抗菌材料及其制备方法技术

本发明专利技术适用于抗菌材料技术领域，提供了一种纳米抗菌材料，包括以下按照重量份的组分：基材78～96份、纳米银粒子14～28份、纳米二氧化钛‑氧化锌杂化体10～26份、海藻酸钠28～54份、表面活性剂1～5份、分散剂1～5份和去离子水200～300份。本发明专利技术还提供了一种如上所述的纳米抗菌材料的制备方法，通过海藻酸钠与纳米银粒子进行交联反应，改变细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡；还添加有纳米二氧化钛‑氧化锌杂化体，与细菌内的有机物及其分泌的毒素作用，破坏其繁殖和再生能力，同时破坏细菌的细胞膜结构，从而大幅提升抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米抗菌材料及其制备方法
本专利技术涉及抗菌材料
，尤其涉及一种纳米抗菌材料及其制备方法。
技术介绍
健康是目前人们最关注的话题之一，各种细菌、真菌和病毒引起的感染性疾病已经严重影响了人类健康。超过70％细菌感染需要使用一种或多种抗生素来根除，抗生素的使用会使人体对病原体产生耐药性，因此，使用抗菌材料变得越来越重要。抗菌材料是一类具有杀灭有害细菌和抑制有害细菌生长繁殖的功能材料，其有效成分是抗菌剂，主要分为天然有机抗菌剂、合成有机抗菌剂、无机抗菌剂、复合抗菌剂等。有机抗菌剂耐热性差，且加工困难，目前还不能进行大规模生产；比较而言，无机抗菌剂具有优良的安全性、化学稳定性和耐久性，已经广泛应用于家用电器、厨房餐具、纤维制品、汽车部件、建筑材料以及医院用品等领域。迄今为止，已经探索了许多无机纳米颗粒作为抗菌剂，例如纳米金、纳米银和纳米铜等。其中，纳米银引起了人们极大的关注，并且目前已经普遍用于医学领域。许多研究表明，纳米银通过多种杀伤机制发挥广谱抗菌特性，包括穿透细菌细胞膜，破坏DNA以及通过大量产生活性氧破坏细胞代谢，这与抗生素不同，引起细菌耐药性的可能性较小。此类特性使纳米银成为对抗多药耐药细菌的极有希望的抗生素替代品。但是单一的纳米银容易聚集和氧化，从而严重损害其抗菌能力，进而导致需要大量的纳米银才能完全根除耐多药细菌，而在高剂量的纳米银下很容易引起细胞和组织毒性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种纳米抗菌材料，旨在通过海藻酸钠与纳米银粒子进行交联反应，得到纳米银粒子-海藻酸钠交联物，使纳米银与海藻酸钠之间形成繁杂网络结构，有效提高材料的力学性能，同时海藻酸钠分子中含有大量活性基团，可与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，进而改变细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡；还添加有纳米二氧化钛-氧化锌杂化体，基于光催化机理，光照后产生电子-空穴对，与空气中的水氧结合生成具有强氧化活性的羟基自由基和超氧化物阴离子自由基，能够与细菌内的有机物及其分泌的毒素作用，破坏其繁殖和再生能力，减少细菌的生命力，同时攻克细菌和外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的细胞膜结构，从而大幅提升抗菌性能。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种纳米抗菌材料，包括以下按照重量份的组分：基材78～96份、纳米银粒子14～28份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体10～26份、海藻酸钠28～54份、表面活性剂1～5份、分散剂1～5份和去离子水200～300份。进一步地，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。进一步地，所述分散剂为硬脂酰胺。进一步地，所述基材为硅片。进一步地，所述纳米二氧化钛-氧化锌杂化体的制备方法如下：1)将二氧化钛和氧化锌分别放入纳米研磨机中研磨至纳米级；2)将研磨后的纳米二氧化钛和纳米氧化锌按质量比(2～3)：1进行配比，添加到分散机内搅拌均匀，得到混合体；3)将混合体倒入反应釜中，升温到100～110℃，杂化处理0.5～2h，得到纳米二氧化钛-氧化锌杂化体。进一步地，所述步骤1)中研磨粒径为50～100nm。本专利技术还提供了一种如上所述的纳米抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：1)将纳米银粒子和海藻酸钠溶于去离子水中，进行交联反应，得到纳米银粒子-海藻酸钠交联物；2)向纳米银粒子-海藻酸钠交联物中添加纳米二氧化钛-氧化锌杂化体，置于搅拌机中搅拌15～20min，再添加表面活性剂和分散剂，继续搅拌20～30min，得到纳米抗菌溶液；3)将基材浸泡于纳米抗菌溶液中30～60s，取出后清洗并干燥，得到纳米抗菌材料。进一步地，所述步骤2)中搅拌速率为800～1000r/min。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过海藻酸钠与纳米银粒子进行交联反应，得到纳米银粒子-海藻酸钠交联物，使纳米银与海藻酸钠之间形成繁杂网络结构，有效提高材料的力学性能，同时海藻酸钠分子中含有大量活性基团，可与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，进而改变细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡；还添加有纳米二氧化钛-氧化锌杂化体，基于光催化机理，光照后产生电子-空穴对，与空气中的水氧结合生成具有强氧化活性的羟基自由基和超氧化物阴离子自由基，能够与细菌内的有机物及其分泌的毒素作用，破坏其繁殖和再生能力，减少细菌的生命力，同时攻克细菌和外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的细胞膜结构，从而大幅提升抗菌性能。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。海藻酸钠与纳米银粒子进行交联反应，得到纳米银粒子-海藻酸钠交联物，使纳米银与海藻酸钠之间形成繁杂网络结构，有效提高材料的力学性能，同时海藻酸钠分子中含有大量活性基团，可与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，进而改变细胞膜的通透性，破坏细胞壁的完整性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡；纳米二氧化钛-氧化锌杂化体基于光催化机理，光照后产生电子-空穴对，与空气中的水氧结合生成具有强氧化活性的羟基自由基和超氧化物阴离子自由基，能够与细菌内的有机物及其分泌的毒素作用，破坏其繁殖和再生能力，减少细菌的生命力，同时攻克细菌和外层细胞，穿透细胞膜，破坏细菌的细胞膜结构。具体地，本专利技术实施例提供了一种纳米抗菌材料，包括以下按照重量份的组分：基材78～96份、纳米银粒子14～28份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体10～26份、海藻酸钠28～54份、表面活性剂1～5份、分散剂1～5份和去离子水200～300份。本专利技术实施例中，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。本专利技术实施例中，所述分散剂为硬脂酰胺。本专利技术实施例中，所述基材为硅片。本专利技术实施例中，所述纳米二氧化钛-氧化锌杂化体的制备方法如下：1)将二氧化钛和氧化锌分别放入纳米研磨机中研磨至纳米级；2)将研磨后的纳米二氧化钛和纳米氧化锌按质量比(2～3)：1进行配比，添加到分散机内搅拌均匀，得到混合体；3)将混合体倒入反应釜中，升温到100～110℃，杂化处理0.5～2h，得到纳米二氧化钛-氧化锌杂化体。本专利技术实施例中，所述步骤1)中研磨粒径为50～100nm。本专利技术实施例还提供了一种如上所述的纳米抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：1)将纳米银粒子和海藻酸钠溶于去离子水中，进行交联反应，得到纳米银粒子-海藻酸钠交联物；2)向纳米银粒子-海藻酸钠交联物中添加纳米二氧化钛-氧化锌杂化体，置于搅拌机中搅拌15～20min，再添加表面活性剂和分散剂，继续搅拌20～30min，得到纳米抗菌溶液；3)将基材浸泡于纳米抗菌溶液中30～60s，取出后清洗并干燥，得到纳米抗菌材料。...

【技术保护点】
1.一种纳米抗菌材料，其特征在于，包括以下按照重量份的组分：/n基材78～96份、纳米银粒子14～28份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体10～26份、海藻酸钠28～54份、表面活性剂1～5份、分散剂1～5份和去离子水200～300份。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米抗菌材料，其特征在于，包括以下按照重量份的组分：
基材78～96份、纳米银粒子14～28份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体10～26份、海藻酸钠28～54份、表面活性剂1～5份、分散剂1～5份和去离子水200～300份。


2.根据权利要求1所述的纳米抗菌材料，其特征在于，包括以下按照重量份的组分：
基材82～92份、纳米银粒子17～25份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体14～22份、海藻酸钠34～48份、表面活性剂2～4份、分散剂2～4份和去离子水230～270份。


3.根据权利要求1所述的纳米抗菌材料，其特征在于，包括以下按照重量份的组分：
基材87份、纳米银粒子21份、纳米二氧化钛-氧化锌杂化体18份、海藻酸钠41份、表面活性剂3份、分散剂3份和去离子水250份。


4.根据权利要求1所述的纳米抗菌材料，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。


5.根据权利要求1所述的纳米抗菌材料，其特征在于，所述分散剂为硬脂酰胺。


6.根据权利要求1所述的纳米抗菌材料，其特征在于，所述基材为硅片。


7.根据权利要求1所述的纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳磊，
申请(专利权)人：广东红蜘蛛纳米新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44